Генератор синусоидальных колебаний

 

lli935978

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Соцналнстнческнк

Республик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 29.05.80 (21) 2964505/18-24 (5 l ) M. Кл.

G 06 G 7/22

Н 03 В 5/00 с присоединением заявки,%

1Ьаудерстеенный комитет (23) Приоритет

ОпУбликовано 15. 06.82. Бюллетень ply 22

Дата опубликования описания 18.06.82 оо делом изобретений н открытий (53) УДK 681. .335(088.8) (72) Автор изобретения

В.ф. Мелехов (71) Заявитель

t т (54) ГЕНЕРАТОР СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к автоматике, может быть использовано при создании систем автоматического управления, систем регулирования, систем автоматического контроля и исследования их динамических характеристик. Наиболее

5 предпочтительная область применения рассматриваемого типа генераторанизкие и инфранизкие частоты.

Известны генераторы синусоидаль10 ных колебаний, содержащие RC-генераторы с релейным управляющим элементом (1).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор, содержащий два блока интеграторов, усилители, два квадратора, подключенные к интеграторам, блок умно" жения, сумматоры и потенциометры j2 ).

В этом генераторе при наличии до пусков на коэффициент усиления и постоянную времени интеграторов происходит ухудшение переходного процесса, изменение формы колебаний.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение настройки за счет обеспечения раздельной и независимой регулировки частоты, амплитуды колебаний и фазы.

Для достижения цели в генератор синусоидальных колебаний, содержащий два последовательно соединенных интегратора, последовательно соединенные первый усилитель и блок переменного коэффициента, выход которого подключен к первому входу первого интегратора, сумматор, входы которого через второй и третий усилители подключены соответственно к выходам первого и второго интеграторов, а выход,подключен к первому входу нелинейного формирователя функции переключения, вто" рой вход которого соединен с выходом второго интегратора, являющимся выходом генератора, а третий вход является управляющим входом генератора, введены два блока с дискретно изменяемым коэффициентом передачи, при3 93597 чем первый блок с дискретно изменя- емым коэффициентом передачи включен между выходом второго интегратора и входом первого усилителя, а второй подключен входом к выходу сумматора, а выходом - ко второму входу первого интегратора, первый управляющий вход первого блока с дискретно изменяемым коэффициентом передачи и управляющий вход второго блока с дискретно из- 10 меняемым коэффициентом передачи сое. динен с выходом нелинейного формирователя функции переключения, второй и третий управляющие входы первого блока с дискретно изменяемым коэффи- 1з циентом передачи подключены сооТ ветственно к выходам сумматора и второго интегратора, также введен третий блок с дискретно изменяемым коэффициентом передачи, вход которого соединен с выходом нелинейного формирователя функции переключения, выход подключен к третьему входу первого интегратора, а управляющий вход связан с выходом сумматора. 25

На фиг. 1 приведена блок-схема генератора синусоидальных колебаний; на фиг. 2 и 3 - графики работы генератора; на фиг. 4-6 — схемы блоков с дискретно изменяемым коэффициентом передачи.

Генератор синусоидальных колебаний (фиг. 1) содержит интеграторы 1 и 2, нелинейный формирователь функции переключения 3 (ФФП), содержащий два квадратора 4 и 5 выходного сигнала и его производной соответственно, усилитель 6, потенциометр 7 для регулирования частоты колебаний, сумматор 8 и второй потенциометр 9 для

46 регули рова ни я амплитуды синусоидальных колебаний, усилитель 10 блоки 11 и 12 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи, усилители 13 и 14, подключенные ко входу.смматора 15, к выходу которого подключен третий блок 16 с дискретно изменяемым коэф. Фициентом передачи и блок 17 переменного коэффициента, управляемый синхронно с, потенциометром 7.

Выход блока 12 через усилитель 10 и блок 17 переменного коэффициента и выходы блоков 11 и 12 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи подключены к соответствующим входам интегратора

Блок 11 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи содержит усv..

8 4 литель 18 с коэффициентом усиления инвертор 19 (с коэффициентом усиления 1) и поляризованное реле 20.

Если сигнал х, поступающий на управляющий вход реле 20, больше нуля, то к выходу блока 11 подключается выход усилителя 18, если х меньше нуля, то к выходу блока 11 подключается выход инвертора 19.

Блок 12 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи (фиг. 5) состоит из усилителя 21, реле 22-25, вход усилителя 21 является сигнальным входом блока 12, а входы реле

23-25 являются уловляющими входами блока 12.

Сигналы д, x, x, поступающие на управляющие входы блока 12, изменяют состояние реле 23-25. При поступлении тока на реле 22 к выходу блока

22 подключается выход усилителя 21 с коэффициентом усиления k y<. При обесточивании реле 22 к выходу блока

12 подключается, выход усилителя 2I с коэффициентом усиления

Блок 16 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи (фиг. 6) содержит усилитель 26 с коэффициентами усиления k< и k> и поляризованное х, реле 27.

Если сигнал g, поступающий на управляющий вход реле 27 больше нуля, то к выходу преобразователя подключается выход усилителя 26 с коэффициентом усиления,, если сигнал g меньше нуля, то к выходу преобразователя подключается выход усилителя

26 с коэффициентом усиления

Генератор работает следующим образом.

На вход потенциометра 9 формирователя функции переключения 3 (ФФП)

Я. подается сигнал, равный А „, от источника постоянного напряжения. С помощью потенциометра 9 устанавливается требуемая амплитуда выходного сигнала х интегратора 2, а с помощью блока переменного коэффициента 17 и потенциометра 7 устанавливается требуемая частота синусоидальных колебаний и соответствующий коэффициент усиления в цепи нелинейного преобразователя 12. При переходе от одного режима (ж,A) к другому сигналу у и х иа выходе интеграторов 1 и 2 имеют произвольные начальные значения, в результате чего g f О. Для обеспечения попадания на g =0 и существования скользящего режима на

93597

Формула изобретения

О необходимо, чтобы блоки .1 1,, 2 и 16 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи изменяли коэффициен.ты усиления в соответствии со знаками сигналов g, x, х. При сочетании знаков g, х, х более нуля на вход интегратора 1 подключается цепь с коэффициентом усиления k а при сочетании знаков g, х, х менее нуля подключается цепь с коэффициентом 10 усиления kit<. Блок 16 с дискретно изменяемым коэффициентом передачи изменяет коэффициент усиления

При g ) О на вход интегратора 1 подключается цепь с коэффициентом усиле- 15 ния k<, а при g c Π— подключается

К 4 цепь с коэффициентом усиления

Соответственно блок 11 изменяет коэфФициент усиления k „. При х> О на вход интегратора 1 йодключается цепь 20 с коэффициентом усиления k, а при хс О подключается цепь с коэффициентом k .

Проводится моделирование работы генератора при законе управления (9) 25 на ЭЦВИ при Т„= T = 30 с. (hTq,у

= +40 ); a„= а = 1 (Ьа1 = +201);

k„= 0,033; k„., = 0,174; х = 0,39>

= -0,174; (ю = 0,5 с ; А = 10.

На Фиг. 2 приведен график переходного процесса при k = 0,1, а на фиг. 3 при k = 1. Как видно из графиков с увеличением коэффициента усиления k время установления g = О 35 уменьшается. В частности, если изменение задаваемой частоты колебаний производить при x = A; х = О, то длительность перехода на новый режим равна нулю, так как при этом 40

g = О. В этом случае нелинейный преобразователь функции переключения может быть исключен из схемы генератора.!

Полученная схема генератора отличается раздельным и независимым регулированием частоты, амплитуды колебаний и фазы. Частота регулируется с помощью потенциометра 7 и блока пе50 ременного коэффициента 17, амплитуда — с помощью потенциометра 9, фаза - заданием начальных условий интеграторов 1 и 2. При уменьшении задаваемой частоты ни амплитуда, ни форма колебаний не изменяются. Ниж55 ний предел частоты практически неограничен (вплоть до нуля) . Верхний предел частоты определяется макси8 6 мально возможным коэффициентом усиления усилителей.

Построение генератора синусоидальных колебаний с переменной структурой позволяет компенсировать допуски на параметры интеграторов, повысить качество переходного процесса.

Генератор синусоидальных колебаний, содержащий два последовательно соединенных интегратора, последовательно соединенные первый усилитель и блок переменного коэффициента, выход которого подключен к первому входу первого интегратора, сумматор, входы которого через второй и третий усилители подключены соответственно к выходам первого и второго интеграторов, а выход подключен к первому входу нелинейного формирователя функции переключения, второй вход которого соединен с выходом второго интегратора, являющимся выходом генератора, а третий вход является управляющим входом генератора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения настройки за счет обеспечения раздельной и независимой регулировки частоты, амплитуды колебаний и фазы, в него введены два блока с дискретно изменяемым коэффициентом передачи, причем первый блок с дискретно изменяемым коэффициентом передачи включен между выходом второго интегратора и входом первого усилителя, а второй подключен входом к выходу сумматора, а выходом - к второму входу первого интегратора, первый управляющий вход первого блока с дискретно изменяемым коэффициентом передачи и управляющий вход второго блока с дискретно изменяемым коэффициентом передачи соединены с выходом нелинейного формирователя функции переключения, второй и третий управляющие входы первого блока с дискретно изменяемым коэффициентом передачи подключены соответственно к выходам сумматора и второго интегратора.

2. Генератор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в него введен третий блок с дискретно изменяемым коэффициентом передачи, вход которого соединен с выходом нелинейного формирователя функции переключе7 935978 8 ния выход цодключен к третьему входу частот с релейным управляющим элемен11 атора, а управляющий To . - "зв. ey3oB . Cep. Пр вход связан с выходом сумматора. строение", 1962, У ч.

Источники информации, 2. Бойчук Л. П. Иетод структурного принятые во внимание при экспертизе 5 синтеза нелинейных систем.автомати1. Вавилов А, А, Солодовников А. И. ческого управления. M. "Энергия", Электронный генератор инфранизких 1971, с. 68 (прототип) .

935978

Составитель С. Белан

Техред A. Бабинец Корректор В. Бутяга

Редактор Т. Парфенова

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4214/53 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 г